張錦閣， 閆玉瑩， 黃 莎， 陳慶富

(貴州師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 植物遺傳育種研究所， 蕎麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究中心， 貴州 貴陽(yáng) 550001)

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粗毛淫羊藿幼葉愈傷組織誘導(dǎo)及其總黃酮含量

張錦閣， 閆玉瑩， 黃 莎， 陳慶富*

(貴州師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院， 植物遺傳育種研究所， 蕎麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究中心， 貴州 貴陽(yáng) 550001)

為了對(duì)粗毛淫羊藿野生資源的保護(hù)及淫羊藿黃酮離體生產(chǎn)體系提供技術(shù)參考，以粗毛淫羊藿幼葉為外植體，研究粗毛淫羊藿愈傷組織誘導(dǎo)的滅菌劑、消毒條件、培養(yǎng)基、激素配比和光照條件，并測(cè)定愈傷組織中總黃酮的含量。結(jié)果表明：利用粗毛淫羊藿幼葉進(jìn)行愈傷組織培養(yǎng)，用2%的NaClO消毒14 min,接種于培養(yǎng)基MS+2,4-D 2.0 mg/L+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L+NAA 1 mg/L,在24℃光照強(qiáng)度為1 000 lx條件下進(jìn)行誘導(dǎo)效果最好，繼代和保存應(yīng)在適宜的黑暗條件下進(jìn)行；誘導(dǎo)出的胚性愈傷組織總黃酮含量較高，達(dá)5.38%，與野生粗毛淫羊藿總黃酮含量想當(dāng)，高于藥典規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

粗毛淫羊藿； 幼葉； 愈傷組織； 消毒； 總黃酮

粗毛淫羊藿(EpimediumacuminatumFranch)系小檗科(Berberidacea)淫羊藿屬(EpimediumL.)多年生宿根性草本植物。其全草入藥，辛、甘、溫，補(bǔ)腎陽(yáng)，強(qiáng)筋骨，能治療風(fēng)濕痛和更年期高血壓等癥[1]。地上、地下部分主要含有黃酮類(lèi)化合物，夏、秋兩季采收?！顿F州省中藥材標(biāo)準(zhǔn)》(1998版)收載其入藥。粗毛淫羊藿在貴州分布地域廣，蘊(yùn)藏量大，質(zhì)量較好，是中藥淫羊藿的主要原料植物[2]。隨著現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，以淫羊藿為主要原料的中成藥、民族藥產(chǎn)品不斷問(wèn)世，市場(chǎng)對(duì)淫羊藿需求量也愈來(lái)愈大，其野生資源供不應(yīng)求[3]。近年來(lái)，研究人員利用現(xiàn)代生物技術(shù)，通過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)、組織培養(yǎng)生產(chǎn)植物的有效成分已在當(dāng)歸、金蕎麥等多種植物上取得一定的成果[4-5]，但其在粗毛淫羊藿上的應(yīng)用少見(jiàn)報(bào)道。因此，對(duì)粗毛淫羊藿愈傷組織誘導(dǎo)條件進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)對(duì)其有效成分黃酮類(lèi)化合物進(jìn)行定量分析，以探討建立粗毛淫羊藿懸浮培養(yǎng)的技術(shù)體系，為粗毛淫羊藿野生資源的保護(hù)及建立淫羊藿黃酮離體生產(chǎn)體系提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料

粗毛淫羊藿采于四川省峨眉山大峨村，經(jīng)貴州師范大學(xué)陳慶富教授鑒定，2006年移栽至貴州師范大學(xué)植物遺傳育種研究所藥圃。淫羊藿苷為大連美侖生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)。紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)為北京普析通用儀器有限責(zé)任公司生產(chǎn)。

1.2 外植體滅菌

于晴天中午采集粗毛淫羊藿幼葉作為外植體，浸入稀釋的洗潔精(或洗衣粉)液中浸泡5 min，再用軟刷或油畫(huà)筆輕輕洗刷外植體表面附著的塵土和菌體，流水沖洗2～3 h，在超凈工作臺(tái)上用75%的酒精消毒35 s，期間輕輕搖動(dòng)，用無(wú)菌水清洗3～4次。選用升汞或次氯酸鈉對(duì)外植體進(jìn)行滅菌：滅菌時(shí)，在消毒液中加入少量表面活性劑吐溫-80，使消毒劑更能滲入外植體的組織表面，從而達(dá)到較好的滅菌效果；用0.1%HgCl2滅菌，滅菌時(shí)間分別設(shè)為6 min、7 min、8 min和9 min；用2%NaClO滅菌，滅菌時(shí)間分別設(shè)為10 min、12 min、14 min和16 min。滅菌后用無(wú)菌水清洗5～6次，每次搖洗時(shí)間1 min。把消毒后的幼葉置于鋪有無(wú)菌濾紙的盤(pán)中，吸干幼葉表面水分，將切除邊緣的葉片切成0.5 cm×0.5 cm的小片，接種在附加激素的MS培養(yǎng)基上(蔗糖30 g/L，瓊脂7.0 g/L，pH 5.8～6.0)，于24℃黑暗條件下培養(yǎng)，15 d后統(tǒng)計(jì)污染率、死亡率和存活率，比較消毒效果。

污染率=(污染外植體數(shù)/接種外植體數(shù))×100%

死亡率=(未污染死亡外植體數(shù)/接種外植體數(shù))×100%

存活率=(消毒后存活的外植體數(shù)/接種外植體數(shù))×100%

1.3 愈傷組織的誘導(dǎo)

1.3.1 基本培養(yǎng)基誘導(dǎo) 將經(jīng)最佳方案消毒處理的幼葉分別接種到MS、B5和LS基本培養(yǎng)基，并附加激素2,4-D 2.0 mg/L和6-BA 0.5 mg/L，置于黑暗和1 000 lx光照8 h或3 000 lx光照16 h，溫度24℃條件下培養(yǎng)，30 d后觀(guān)察統(tǒng)計(jì)愈傷組織的誘導(dǎo)情況，并計(jì)算誘導(dǎo)率。分別采用MS和B5培養(yǎng)基進(jìn)行繼代培養(yǎng)，并附加不同濃度的激素，在24℃，黑暗條件下進(jìn)行增殖培養(yǎng)，愈傷組織1個(gè)月繼代1次，計(jì)算愈傷組織的增殖系數(shù)。

誘導(dǎo)率=(形成愈傷組織的外植體個(gè)數(shù)/接種的外植體總數(shù))×100%

增殖系數(shù)=繼代后成活愈傷質(zhì)量/用于繼代愈傷質(zhì)量

1.3.2 不同激素配比的誘導(dǎo) 以幼葉為外植體，分別以MS和B5為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，附加激素2,4-D(1.0 mg/L，2.0 mg/L，4.0 mg/L)，6-BA(0.5 mg/L，1.0 mg/L，2.0 mg/L)，IBA(0 mg/L，0.5 mg/L，1.0 mg/L)，NAA(0 mg/L，0.5 mg/L，1.0 mg/L)，采用L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共9個(gè)處理(表1)，考察不同激素配比對(duì)粗毛淫羊藿幼葉愈傷組織誘導(dǎo)的影響。

1.4 愈傷組織中總黃酮的測(cè)定

參照《中國(guó)藥典》2010年版用紫外分光光度法測(cè)定[6]。取愈傷組織于60℃烘箱中烘至恒重，研細(xì)，過(guò)40目篩，精確稱(chēng)取0.2 g置于三角瓶中，精密加入75%乙醇20 mL,稱(chēng)定質(zhì)量，超聲處理1 h，再稱(chēng)定質(zhì)量，用乙醇補(bǔ)足減失的質(zhì)量，搖勻，濾過(guò)，取濾液0.5 mL，置50 mL量瓶中，加甲醇至刻度，搖勻得樣品液。以甲醇為空白，參照紫外-可見(jiàn)分光光度法，在270 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。淫羊藿苷對(duì)照品以同樣方法測(cè)得吸光度，以淫羊藿苷對(duì)照品溶液濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，得線(xiàn)性回歸方程y=39.688x+0.101 5，r=0.999 6。

表1 粗毛淫羊藿幼葉不同激素配比誘導(dǎo)的L9(34) 正交試驗(yàn)因子及水平

Table 1 Factors and levels of L9(34) orthogonal test of different hormone-induced ratio onE.acuminatumyoung leaves mg/L

水平Level因子 FactorA(2,4-D)B(6-BA)C(IBA)D(NAA)110.5002210.50.534211

總黃酮測(cè)定：分別取樣品溶液和對(duì)照品溶液，以甲醇為空白，參照紫外分光光度法[6]，在270 nm波長(zhǎng)測(cè)定吸光度，代入回歸方程，計(jì)算含量。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)用Excel進(jìn)行簡(jiǎn)單處理作圖，用Spss17.0軟件對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，同時(shí)用LSD法對(duì)每因素各處理水平之間進(jìn)行多重比較；采用極差分析法分析正交試驗(yàn)的結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同消毒處理幼葉的滅菌效果

從表2看出，用HgCl2消毒處理7 min時(shí)，組織成活率最高為40%；而用NaClO消毒處理14 min時(shí)，組織成活率最高為63.3%,顯著高于其他處理(P<0.05)?？傮w上，2種消毒處理的成活率均隨消毒時(shí)間的增加先升高后降低，HgCl2的污染率比NaClO處理的低，但死亡率卻高出很多。各種消毒處理均不能達(dá)到污染率為0，升汞雖是一種極有效的殺菌劑，但對(duì)于植物本身傷害較大，易殘留。綜合考慮組織塊損傷、死亡率和成活率，最佳消毒處理應(yīng)為2%的NaClO消毒14 min。

表2 不同消毒處理粗毛淫羊藿幼葉的滅菌效果

注：表中同列的小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)。

Note: Lowercase letters.

2.2 不同培養(yǎng)基和激素配比對(duì)愈傷組織的誘導(dǎo)效果

2.2.1 基本培養(yǎng)基 從表3看出，接種27 d后，外植體在MS、B5培養(yǎng)基中均能誘導(dǎo)出結(jié)構(gòu)疏松、淡黃色胚性愈傷組織，且MS誘導(dǎo)率為68%，B5的誘導(dǎo)率為66%，差異不顯著(P>0.05)；LS培養(yǎng)基上的外植體誘導(dǎo)率最差，僅為16%，顯著低于MS和B5的誘導(dǎo)率(P<0.05)。MS和B5培養(yǎng)基均適于淫羊藿幼葉形成愈傷組織，可進(jìn)行最佳激素配比的進(jìn)一步篩選。

2.2.2 激素配比 從表4看出，與B5基本培養(yǎng)基相比，MS基本培養(yǎng)基更適合誘導(dǎo)粗毛淫羊藿幼葉的愈傷組織，最佳的是組合4，愈傷組織誘導(dǎo)率高，達(dá)85%，愈傷組織結(jié)構(gòu)致密，呈淡黃色或淺綠色，其因素位級(jí)組合為A2B1C2D3。為了進(jìn)一步反映各因子之間的差異，以便獲得最佳激素水平，經(jīng)方差和極差分析(表5)，4種因子對(duì)幼葉愈傷組織作用顯著(P<0.01)，依次是2,4-D>6-BA>IBA>NAA,而對(duì)于各因素，K值愈大影響程度愈大。因此，以MS為基礎(chǔ)培養(yǎng)基的最佳激素組合為2,4-D 2.0 mg/L+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L+NAA 1 mg/L。

表3 基本培養(yǎng)基對(duì)粗毛淫羊藿葉愈傷組織的誘導(dǎo)效果

表4 MS和B5培養(yǎng)基附加不同激素配比粗毛淫羊藿幼葉愈傷組織的誘導(dǎo)率

Table 4 Callus induction of young leaves ofE.acuminatumleaves with different ratio of hormones on medium MS

組合Combination因素FactorABCD愈傷組織誘導(dǎo)率/%CallusinductionMSB5110.50033.012.22110.50.519.816.03121124.530.0420.50.5185.061.05211061.042.062200.535.033.0740.510.556.845.08410142.052.09420.5057.38.8

表5 附加不同激素配比各因素誘導(dǎo)率的極差分析結(jié)果

Table 5 Callus induction of young leaves ofE.acuminatumleaves with different ratio of hormones on medium MS

項(xiàng)目Item因素 FactorABCDK125.76758.26736.66750.433K260.33340.93354.03337.200K352.03338.93347.43350.500R34.56619.33417.36613.300K'119.40039.40032.40021.000K'245.33336.66728.60031.333K'335.26723.93339.00047.667R25.93315.46710.40026.667

注：表中，K和R為MS培養(yǎng)基附加不同激素配的極差分析結(jié)果，K′和R′為B5培養(yǎng)基附加不同激素配的極差分析結(jié)果。

Note:KandR, range analysis results of MS;K′ andR′, range analysis results of B5.

2.2.3 光照條件 從表6看出，在不同光照條件下，粗毛淫羊藿幼葉均能誘導(dǎo)愈傷組織，但愈傷組織的數(shù)量、顏色、質(zhì)地和出現(xiàn)時(shí)間均存在一定的差異。1 000 lx光照和全黑暗條件下的誘導(dǎo)率顯著高于3 000 lx(P<0.05)光照的，隨著光照時(shí)間和光照強(qiáng)度的增加，愈傷組織生長(zhǎng)受到抑制，褐化數(shù)和死亡率均增加。因此，粗毛淫羊藿的愈傷組織誘導(dǎo)適合在光照強(qiáng)度較弱、光照時(shí)間短或全黑暗的條件下進(jìn)行，但之后進(jìn)行的繼代培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，光照條件下的胚性愈傷組織容易褐化死亡。因此，以黑暗條件對(duì)胚性愈傷組織進(jìn)行繼代和保存較好。

2.2.4 繼代培養(yǎng)基 表7表明，以B5培養(yǎng)基繼代的愈傷組織褐化較嚴(yán)重，且結(jié)構(gòu)變致密，胚性細(xì)胞較少。以MS+2,4-D 2.0 mg/L+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L+NAA 1 mg/L組合的繼代培養(yǎng)，增殖系數(shù)為2.1，顯著高于其他培養(yǎng)基(P<0.05)，且培養(yǎng)出的愈傷組織較疏松，顆粒狀，胚性細(xì)胞多，有利于繼代培養(yǎng)與保存，為最適增殖愈傷組織培養(yǎng)基。

2.3 愈傷組織中的總黃酮含量

在愈傷組織繼代培養(yǎng)過(guò)程中，出現(xiàn)了不同類(lèi)型的愈傷組織(圖示)，選取各種不同顏色、質(zhì)地的愈傷組織測(cè)定黃酮含量結(jié)果表明：黃酮含量以淺黃色疏松顆粒狀的愈傷組織(圖示-C)含量較高，為5.38%(高于藥典規(guī)定的不得少于5%)，綠色致密狀愈傷組織(圖示-A)的含量居中，為3.27%，乳白色致密愈傷組織(圖示-B)的含量最低，為2.93%。因此，為了在以后的懸浮體系中獲得高產(chǎn)黃酮含量愈傷組織細(xì)胞，在以后的繼代培養(yǎng)中應(yīng)選擇表面干燥、顆粒狀、生長(zhǎng)旺盛、質(zhì)地疏松的淺黃色愈傷組織(圖示-C)。

表6 不同光照條件粗毛淫羊藿幼葉愈傷組織的誘導(dǎo)效果

表7 粗毛淫羊藿愈傷組織繼代培養(yǎng)的增殖效果

圖示 粗毛淫羊藿幼葉誘導(dǎo)的愈傷組織

Fig. Callus induced fromE.acuminatumyoung leaves

3 結(jié)論與討論

1) 在植物組織培養(yǎng)中，外植體的消毒處理是試驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ氖滓獥l件，滅菌的時(shí)間長(zhǎng)短也直接影響外植體的污染率和存活率[7-8]。羅莉等[9]對(duì)柔毛淫羊藿幼葉采用0.1%的HgCl2滅菌3 min。本研究結(jié)果表明，2%的NaClO進(jìn)行14 min的消毒處理，成活率為63.3%，效果最好。

2) 作為建立再生體系的前提和基礎(chǔ)，愈傷組織的誘導(dǎo)非常關(guān)鍵。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是愈傷組織誘導(dǎo)和分化的重要因素之一，能否誘導(dǎo)出優(yōu)良的愈傷組織，使用的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的種類(lèi)和濃度最為重要[10]。中、低濃度的生長(zhǎng)素與低濃度的細(xì)胞分裂素相結(jié)合，能更好地誘導(dǎo)愈傷組織[11]。本研究結(jié)果表明，在NAA、IBA中加入低濃度的6-BA和高濃度的2,4-D，能有效地促進(jìn)愈傷組織的誘導(dǎo)和生長(zhǎng)，并隨著2,4-D濃度的升高，愈傷組織的誘導(dǎo)率呈先上升后下降的趨勢(shì)，在2,4-D濃度為2.0 mg/L時(shí)誘導(dǎo)率達(dá)最大，這與周海琴[12]等對(duì)巫山淫羊藿愈傷組織誘導(dǎo)、韓素菊[3]等對(duì)箭葉淫羊藿愈傷組織誘導(dǎo)的研究結(jié)果一致。盛茂銀等[13]對(duì)粗毛淫羊藿進(jìn)行愈傷組織誘導(dǎo)，最佳外植體是幼葉。韓素菊等[3]對(duì)箭葉淫羊藿、羅莉等[10]對(duì)柔毛淫羊藿進(jìn)行的愈傷組織誘導(dǎo)的最佳外植體也均是幼葉，且越靠近葉片中脈的組織，越容易誘導(dǎo)出愈傷組織，組織越嫩越容易誘導(dǎo)出。王晶[14]等對(duì)朝鮮淫羊藿研究認(rèn)為，莖尖的誘導(dǎo)率最高。本研究結(jié)果表明，采用幼葉為外植體，以MS為基本培養(yǎng)基，激素組合為2,4-D 2.0 mg/L+6-BA 0.5 mg/L+IBA 0.5 mg/L+NAA 1 mg/L，于24℃，弱光或黑暗條件下培養(yǎng)，愈傷組織誘導(dǎo)的效果最好，而胚性愈傷組織應(yīng)在黑暗條件下繼代和保存。這與之前研究者對(duì)其他品種的淫羊藿試驗(yàn)得出的最佳誘導(dǎo)培養(yǎng)基方案有所不同，可能與外植體的生理狀態(tài)、幼嫩程度、取材時(shí)期和材料的生長(zhǎng)環(huán)境不同所致。

3) 試驗(yàn)誘導(dǎo)的胚性愈傷組織總黃酮含量較高達(dá)5.38%，與野生粗毛淫羊藿總黃酮含量相差0.5%左右，同時(shí)也高于藥典所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)(5.0%)。因此，本研究可為今后建立穩(wěn)定細(xì)胞懸浮體系生產(chǎn)高產(chǎn)淫羊藿總黃酮奠定基礎(chǔ)。

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(責(zé)任編輯： 聶克艷)

Callus Induction ofEpimediumacuminatumYoung Leaves and Its Flavonoid Content

ZHANG Jinge, YAN Yuying, HUANG Sha, CHEN Qingfu*

(ResearchCenterofBuckwheatIndustryTechnology,InstituteofPlantGeneticsandBreeding,SchoolofLifeScience,GuizhouNormalUniversity,Guiyang,Guizhou550001,China)

To provide technical references for protection of wildE.acuminatumresources and in vitro production system of flavonoids, the young leaves ofE.acuminatumwere used as explants for callus induction and its factors including different sterilization agent, medium, hormone combinations and illumination conditions which affect the callus induction ofE.acuminatumwere studied. Besides, the content of flavonoids in the calli was studied by means of the ultraviolet spectrophotometric analysis. The results indicate that the callus culture ofE.acuminatumleaves can be induced under the following conditions:disinfection of 2% NaClO for 14 minutes, the medium MS + 2,4-D 2.0 mg/L+ 6-BA 0.5 mg/L+ IBA 0.5 mg/L+ NAA 1 mg/L, at 24℃ 1 000 lx illumination conditions. The subculture and preservation is much appropriate under dark conditions. Total flavonoid content of induced embryonic calli is up to 5.38%, higher than that of pharmacopoeia standard.

Epimediumacuminatum; young leaf; callus; sterilize; total flavonoids

2015-01-23； 2015-05-10修回

國(guó)家現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系蕎麥育種崗位科學(xué)家專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目“蕎麥育種”(CARS-08-A4)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“蕎麥屬植物落粒相關(guān)基因研究”(31471562)；國(guó)家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目“蕎麥屬植物種子蛋白亞基基因序列及其在染色體上分布研究”(31171609)

張錦閣(1987-),男,在讀碩士,研究方向：植物遺傳育種。E-mail:gezi9777@163.com

*通訊作者：陳慶富(1966-),男,教授,博士，從事植物遺傳育種研究。E-mail:cqf1966@163.com

1001-3601(2015)05-0242-0079-04

S567

A